長(zhǎng)期以來(lái)探測(cè)引力輻射的努力取得了成效 - 經(jīng)過(guò)大約一個(gè)世紀(jì)的巨大努力，科學(xué)家們終于成功地驗(yàn)證并檢測(cè)到了它。

引力波是在超過(guò)1000名物理學(xué)家的參與下使用激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）發(fā)現(xiàn)的，引力波的發(fā)現(xiàn)將開(kāi)啟我們對(duì)宇宙結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)理解的新時(shí)代。

1.背景

1917年，阿爾伯特愛(ài)因斯坦提出了他的廣義相對(duì)論，將引力包含在他的狹義相對(duì)論中。該理論完全背離了牛頓的經(jīng)典引力理論。根據(jù)新理論，任何形式的物質(zhì)或能量引起的宇宙四維宇宙的變形（類似于床墊表面上金屬球的變形）曾經(jīng)被一致被認(rèn)為是經(jīng)典力學(xué)的東西。

該理論的三個(gè)著名預(yù)測(cè)，包括穿過(guò)太陽(yáng)的光束的彎曲，水星行星的逆行運(yùn)動(dòng)的未解決問(wèn)題，以及來(lái)自太陽(yáng)的光束的紅移，都被證明是正確的。

這不僅提高了理論的聲譽(yù)和可信度，而且還在物理學(xué)家面前挑戰(zhàn)了引力波的發(fā)現(xiàn)，這是最令人驚訝的預(yù)測(cè)。

類似于預(yù)測(cè)電磁波存在的麥克斯韋電磁方程，愛(ài)因斯坦的張量方程預(yù)測(cè)了宇宙時(shí)空結(jié)構(gòu)中引力波的存在。

正如電磁波是通過(guò)加速電荷產(chǎn)生的，愛(ài)因斯坦的引力波預(yù)測(cè)源于任何導(dǎo)致宇宙幾何形狀擾動(dòng)的宇宙事件，類似于地震輻射的地震波。在宇宙學(xué)尺度上，諸如湮滅恒星或黑洞碰撞等宇宙事件可以導(dǎo)致引力波。

這種實(shí)驗(yàn)的技術(shù)障礙非常大，需要一個(gè)世紀(jì)的努力來(lái)克服它們。與自然界中其他三個(gè)存在的場(chǎng)（強(qiáng)相互作用，弱相互作用和電磁相互作用）相比，重力是最弱的場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)它極為困難。

引力波引起的振動(dòng)等于原子大小的百萬(wàn)分之一，所以任何引力波探測(cè)器都應(yīng)該能夠區(qū)別其和地震造成的振動(dòng)，正常表面振動(dòng)或自然海浪引起的振動(dòng)等其他振動(dòng)。

而且，與電磁輻射相比，引力波的波長(zhǎng)在數(shù)百公里的范圍內(nèi)，因此任何重力天線都應(yīng)該能夠攔截?cái)?shù)百公里遠(yuǎn)的相同震源的同時(shí)振動(dòng)。

2.發(fā)現(xiàn)引力波

2016年2月11日，LIGO位于華盛頓州的擁有4公里臂長(zhǎng)儀器及其在路易斯安那州的類似裝置，終于成功記錄了一系列通過(guò)地球的引力波

這個(gè)波是由大約一百萬(wàn)年前兩個(gè)螺旋形黑洞的碰撞引起的，它們?cè)谝话偃f(wàn)年后被LIGO觀察到其周圍空間的織物波動(dòng)。

引力波的間接證明首先由R. A. Hulse和J. H. Taylor于1975年報(bào)道，這使他們獲得1993年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。然而，這是它們第一次被引力波探測(cè)器直接攔截和探測(cè)到。

3.觀察宇宙的新工具

廣義相對(duì)論是我們理解宇宙和引力的革命。它開(kāi)啟了現(xiàn)代物理學(xué)和天體物理學(xué)的新紀(jì)元?，F(xiàn)在，人們期待已久的引力波的發(fā)現(xiàn)將加速我們對(duì)宇宙和引力的創(chuàng)造和演化的理解。

這一新發(fā)現(xiàn)將為科學(xué)家提供一種新工具，可以顯示宇宙中不可觀察的部分。到目前為止，我們對(duì)世界的理解依賴于在不同頻率范圍內(nèi)使用電磁射線的觀測(cè)工具和望遠(yuǎn)鏡，包括無(wú)線電波，紅外波，可見(jiàn)光譜，X射線和伽馬射線。

現(xiàn)在有了這個(gè)新的強(qiáng)大工具，科學(xué)家們可以觀察到以前從未觀察到的宇宙現(xiàn)象，例如關(guān)于黑洞，星系和整個(gè)宇宙的形成和演化的新細(xì)節(jié)。

這種新技術(shù)也可以為新理論的驗(yàn)證鋪平道路，例如在宇宙學(xué)水平上存在平行世界和多元宇宙，在量子水平上存在量子引力。

參考資料

1.WJ百科全書(shū)

2.天文學(xué)名詞

3. learning-任時(shí)光

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1.WJ百科全書(shū)

2.天文學(xué)名詞

3.原文來(lái)自：https://www.learning-mind.com/the-discovery-of-gravitational-waves/

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